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编程问答

U-Boot 之五 详解 U-Boot 及 SPL 的启动流程

發布時間:2024/10/14 编程问答 31 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 U-Boot 之五 详解 U-Boot 及 SPL 的启动流程 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

??在之前的博文 Linux 之八 完整嵌入式 Linux 環境介紹及搭建過程詳解 中我們說了要一步步搭建整個嵌入式 Linux 運行環境,今天繼續介紹 U-Boot 相關的內容。我所使用的硬件平臺及整個要搭建的嵌入式 Linux 環境見博文 Linux 之八 完整嵌入式 Linux 環境介紹及搭建過程詳解,沒有特殊說明都是在以上環境中進行驗證的,就不過多說明了。

??這篇博文我們僅僅關注啟動過程本身,想要吃透 U-Boot,有太多東西需要學習!最開始我想放到一篇文章中,寫著寫著內容越來越多,最終超過了 CSDN 編輯器的限制。。。最終決定把內容拆分成多篇文章。你可能需要:

  • U-Boot 之一 零基礎編譯 U-Boot 過程詳解 及 編譯后的使用說明
  • U-Boot 之二 詳解使用 eclipse + J-Link 進行編譯及在線調試
  • U-Boot 之三 U-Boot 源碼文件解析及移植過程詳解
  • U-Boot 之四 U-Boot 之四 U-Boot 之四 構建過程(Kconfig 配置 + Kbuild 編譯)詳解
  • SPL

    ??SPL 即 Secondary Program Loader 的縮寫,中文就是第二段程序加載器。這里的第二段程序其實就是指的 U-Boot,也就是,SPL 是第一段程序,優先執行,然后他再去加載 U-Boot。

    ??這里有一點需要注意,一般 MCU 內部還有個固化的引導程序,這個固化的 BootLoader 我在博文 STM32 之十四 System Memory、Bootloader 中有過詳細的介紹。這段程序的會初始化部分外設以與外部通信,具體可以參考官方手冊。在引入了 SPL 之后,整個啟動過程就是如下所示:

    ??在 U-Boot 源碼中,啟動過程沒有完全單獨出 SPL 的代碼,而是復用了大量 U-Boot 里面的代碼。在代碼中,通過宏 CONFIG_SPL_XXX 來進行區分。因此,SPL 的啟動 與 U-Boot 的啟動流程是一樣的(但是所具體實現的功能是不一樣的),下面我們來介紹一下 U-Boot 啟動過程。

    啟動流程

    ??我們可以將 U-Boot 的啟動過程劃分為兩個階段:芯片初始化板級初始化。芯片初始化階段的代碼主要是位于 ./arch/架構/cpu 目錄下,其中再根據架構的不同來區分,主要以匯編語言為主,下圖展示了 ./arch 目錄的基本介紹;

    板級初始化階段的代碼主要位于 ./arch/lib、 ./arch/mach-xxx、./board 目錄下,代碼也逐漸由匯編語言過度到 C 語言了。當然這兩個階段都可能引用一些公共的代碼(例如平臺無關的頭文件)。./board 目錄基本就是按照廠商來組織(例如 ST),同一廠家的開發板放在同一個目錄下。

    ??U-Boot 源碼文件眾多,我們如何知道最開始的啟動文件(程序入口)是哪個呢?這就需要查看 .\arch\arm\cpu 目錄下的 u-boot.lds 文件了(對于 SPL/TPL 對應的就是 .\arch\arm\cpu\u-boot-spl.lds 文件)。.lds 是連接腳本文件,它描述了如何生成最終的二進制文件,其中就包含程序入口。例如,在 u-boot.lds 文件中我們可以看到如下代碼:

    OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm") OUTPUT_ARCH(arm) ENTRY(_start) SECTIONS { #ifndef CONFIG_CMDLINE/DISCARD/ : { *(.u_boot_list_2_cmd_*) } #endif// 省略一部分. = 0x00000000;. = ALIGN(4);.text :{*(.__image_copy_start)*(.vectors)CPUDIR/start.o (.text*)}
  • 在部分 .\arch\arm\mach-xxx 目錄下面也有 u-boot-spl.lds,這個一般就是針對那些比較特殊的架構單獨實現的連接腳本。在編譯過程中,會通過 CONFIG_SYS_LDSCRIPT=xxxx 來執行這個特殊的腳本文件,如果不指定默認采用.\arch\arm\cpu\u-boot-spl.lds 文件。
  • u-boot.lds 文件也同上的說明可能有多個。
  • ??從上面的代碼可以看到,ENTRY(_start) 表示最終可執行程序的入口是 _start。第一個節的開始定義了一個名為 __image_copy_start 的符號,它的定義位于 ./arch/arm/lib/sections.c 中:char __image_copy_start[0] __section(".__image_copy_start"); 它僅僅就是個符號,不包含任何內容;接下來就是 vectors,它的定義位于 ./arch/arm/lib/vectors_m.S 中(針對我使用的 STM32F7 這個 ARM 核),這個其實就是 ARM 核中斷向量表。

    .section .vectors ENTRY(_start).long CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR @ 0 - Reset stack pointer.long reset @ 1 - Reset.long __invalid_entry @ 2 - NMI.long __hard_fault_entry @ 3 - HardFault.long __mm_fault_entry @ 4 - MemManage.long __bus_fault_entry @ 5 - BusFault.long __usage_fault_entry @ 6 - UsageFault.long __invalid_entry @ 7 - Reserved.long __invalid_entry @ 8 - Reserved.long __invalid_entry @ 9 - Reserved.long __invalid_entry @ 10 - Reserved.long __invalid_entry @ 11 - SVCall.long __invalid_entry @ 12 - Debug Monitor.long __invalid_entry @ 13 - Reserved.long __invalid_entry @ 14 - PendSV.long __invalid_entry @ 15 - SysTick.rept 255 - 16.long __invalid_entry @ 16..255 - External Interrupts.endr

    熟悉 ARM 平臺的應該知道,它的入口就是中斷向量表。因此,_start 也是定義在這里的。接下來我們以比較簡單的 u-boot-spl.lds 為例,來完整解析一下連接腳本:

    /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */ /** Copyright (c) 2004-2008 Texas Instruments** (C) Copyright 2002* Gary Jennejohn, DENX Software Engineering, <garyj@denx.de>*//* 指定輸出可執行文件: "elf32 位小端格式" */ OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm") /* 指定輸出可執行文件的目標架構:"arm" */ OUTPUT_ARCH(arm) /* 指定輸出可執行文件的入口地址(起始代碼段):"_start" */ ENTRY(_start) SECTIONS {/* * 設置 0 的原因是 arm 內核的處理器,上電后默認是從 0x00000000 處啟動* 1. stm32 片內的 nor-flash 起始地址是0x08000000,上電后,系統會自動將該地址(0x08000000) 映射到 0x00000000(硬件設計實現)*/. = 0x00000000;/* * 代碼以 4 字節對齊 .text為代碼段* 各個段按先后順序依次排列 * ARM規定在 cortex-m 的內核中,鏡像入口處首地址存放的是主堆棧的地址,其次是復位中斷地址,再其后依次存放其他中斷地址* 更詳細的啟動過程可以參見我之前的博文:ARM 之九 Cortex-M/R 內核啟動過程 / 程序啟動流程(基于ARMCC、Keil)*/. = ALIGN(4);.text :{__image_copy_start = .; /* u-boot 的設計中需要將 u-boot 的鏡像拷貝到ram(sdram,ddr....)中執行,這里表示復制的開始地址 */*(.vectors) /* 中斷向量表 */CPUDIR/start.o (.text*) /* CPUDIR/start.o中的所有.text段 */*(.text*) /* 其他.o中的所有.text 段 */*(.glue*) /* 其他.o中的所有.glue 段 */}/* * .rodata 段,確保是以4字節對齊 */. = ALIGN(4); .rodata : {*(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) } /* 按名稱依次存放其他 .o 文件中的.rodata *//* * data段,確保是以4字節對齊*/. = ALIGN(4); .data : {*(.data*) }/* * u_boot_list 段,確保是以4字節對齊 * 這里存放的都是 u_boot_list 中的函數* 例如:base/bdinfo/blkcache/cmp....* 具體的可參看./u-boot.map .u_boot_list* tips:要想優化編譯出來的 u-boot.bin 大小,可以參看此文件進行對照裁剪*/. = ALIGN(4);.u_boot_list : {KEEP(*(SORT(.u_boot_list*)));}/* * binman_sym_table 段,確保是以 4 字節對齊* binman 實現的功能是讓 c 代碼通過 binman_* 的函數接口字節調用鏡像中的個別函數* 具體可參看 binman_sym.h 中的接口*/. = ALIGN(4);.binman_sym_table : {__binman_sym_start = .;KEEP(*(SORT(.binman_sym*)));__binman_sym_end = .;}/* * __image_copy_end 也是個符號表示一個結束地址,確保是以4字節對齊 */. = ALIGN(4);__image_copy_end = .; /* u-boot 的設計中需要將 u-boot 的鏡像拷貝到ram(sdram,ddr....)中執行,這里表示復制的結束地址 */.rel.dyn : {__rel_dyn_start = .;*(.rel*)__rel_dyn_end = .;}.end :{*(.__end)}_image_binary_end = .; /* bin文件結束 */.bss __rel_dyn_start (OVERLAY) : {__bss_start = .;*(.bss*). = ALIGN(4);__bss_end = .;}__bss_size = __bss_end - __bss_start;.dynsym _image_binary_end : {*(.dynsym) }.dynbss : {*(.dynbss) }.dynstr : {*(.dynstr*) }.dynamic : {*(.dynamic*) }.hash : {*(.hash*) }.plt : {*(.plt*) }.interp : {*(.interp*) }.gnu : {*(.gnu*) }.ARM.exidx : {*(.ARM.exidx*) } } /* 下面就是檢查一些限制 */ #if defined(CONFIG_SPL_MAX_SIZE) ASSERT(__image_copy_end - __image_copy_start < (CONFIG_SPL_MAX_SIZE), \"SPL image too big"); #endif#if defined(CONFIG_SPL_BSS_MAX_SIZE) ASSERT(__bss_end - __bss_start < (CONFIG_SPL_BSS_MAX_SIZE), \"SPL image BSS too big"); #endif#if defined(CONFIG_SPL_MAX_FOOTPRINT) ASSERT(__bss_end - _start < (CONFIG_SPL_MAX_FOOTPRINT), \"SPL image plus BSS too big"); #endif

    ??這里有一點需要注意,SPL/TPL 與 U-Boot 采用的部分接口是一樣的,但是具體實現并不在同一文件中。也就是說,對于同一函數,SPL/TPL 與 U-Boot 在不同的文件中有不同的實現(下面啟動過程章節分別說明)。SPL/TPL 的代碼是分散在源碼目錄的各個文件夾下的,那么我們如何知道 SPL/TPL 具體使用了哪些源代碼文件呢?

    ??一個比較簡單的方法是:SPL 的編譯過程產生的文件會單獨放到 SPL 目錄下,TPL 的編譯過程產生的文件會單獨放到 TPL 目錄下,我們可以直接查看編譯后的 SPL 或者 TPL 文件夾,其中的內容也是按照源碼目錄組織的。SPL 編譯產生的文件(剔除了部分文件)如下所示:

    SPL ├── arch │ └── arm │ ├── cpu │ │ ├── armv7m │ │ │ ├── built-in.o │ │ │ ├── cache.o │ │ │ ├── cpu.o │ │ │ ├── mpu.o │ │ │ └── start.o │ │ └── built-in.o │ ├── lib │ │ ├── ashldi3.o │ │ ├── ashrdi3.o │ │ ├── asm-offsets.s │ │ ├── bdinfo.o │ │ ├── bootm-fdt.o │ │ ├── built-in.o │ │ ├── cache.o │ │ ├── crt0.o │ │ ├── div0.o │ │ ├── div64.o │ │ ├── eabi_compat.o │ │ ├── interrupts_m.o │ │ ├── lib1funcs.o │ │ ├── lib.a │ │ ├── lshrdi3.o │ │ ├── memcpy.o │ │ ├── memset.o │ │ ├── muldi3.o │ │ ├── psci-dt.o │ │ ├── reset.o │ │ ├── sections.o │ │ ├── setjmp.o │ │ ├── spl.o │ │ ├── stack.o │ │ ├── uldivmod.o │ │ ├── vectors_m.o │ │ ├── zimage.o │ └── mach-stm32 │ ├── built-in.o │ ├── soc.o ├── board │ └── st │ ├── common │ │ └── built-in.o │ └── stm32f746-disco │ ├── built-in.o │ ├── stm32f746-disco.o ├── boot │ ├── built-in.o │ ├── image-board.o │ ├── image-fdt.o │ ├── image.o ├── cmd │ ├── built-in.o │ ├── nvedit.o ├── common │ ├── built-in.o │ ├── cli.o │ ├── command.o │ ├── console.o │ ├── dlmalloc.o │ ├── fdt_support.o │ ├── init │ │ ├── board_init.o │ │ └── built-in.o │ ├── malloc_simple.o │ ├── memsize.o │ ├── spl │ │ ├── built-in.o │ │ ├── spl_legacy.o │ │ ├── spl.o │ │ ├── spl_xip.o │ ├── s_record.o │ ├── stdio.o │ ├── xyzModem.o ├── disk │ ├── built-in.o │ ├── part.o ├── drivers │ ├── block │ │ ├── blk_legacy.o │ │ └── built-in.o │ ├── built-in.o │ ├── clk │ │ ├── analogbits │ │ │ └── built-in.o │ │ ├── built-in.o │ │ ├── clk_fixed_factor.o │ │ ├── clk_fixed_rate.o │ │ ├── clk_stm32f.o │ │ ├── clk-uclass.o │ │ ├── imx │ │ │ └── built-in.o │ │ ├── tegra │ │ │ └── built-in.o │ │ └── ti │ │ └── built-in.o │ ├── core │ │ ├── built-in.o │ │ ├── device.o │ │ ├── dump.o │ │ ├── fdtaddr.o │ │ ├── lists.o │ │ ├── of_extra.o │ │ ├── ofnode.o │ │ ├── read_extra.o │ │ ├── root.o │ │ ├── simple-bus.o │ │ ├── uclass.o │ │ ├── util.o │ ├── gpio │ │ ├── built-in.o │ │ ├── gpio-uclass.o │ │ ├── stm32_gpio.o │ ├── misc │ │ ├── built-in.o │ │ ├── misc-uclass.o │ │ ├── stm32_rcc.o │ ├── mtd │ │ ├── built-in.o │ │ ├── mtdcore.o │ │ ├── mtd.o │ │ ├── mtd_uboot.o │ │ ├── mtd-uclass.o │ │ ├── stm32_flash.o │ ├── pinctrl │ │ ├── broadcom │ │ │ └── built-in.o │ │ ├── built-in.o │ │ ├── nxp │ │ │ └── built-in.o │ │ ├── pinctrl_stm32.o │ │ ├── pinctrl-uclass.o │ ├── ram │ │ ├── built-in.o │ │ ├── ram-uclass.o │ │ ├── stm32_sdram.o │ ├── reset │ │ ├── built-in.o │ │ ├── reset-uclass.o │ │ ├── stm32-reset.o │ ├── serial │ │ ├── built-in.o │ │ ├── serial_stm32.o │ │ ├── serial-uclass.o │ ├── soc │ │ └── built-in.o │ └── timer │ ├── built-in.o │ ├── stm32_timer.o │ ├── timer-uclass.o ├── dts │ ├── built-in.o │ └── dt-spl.dtb ├── env │ └── built-in.o ├── fs │ ├── built-in.o │ ├── fs_internal.o ├── include │ ├── autoconf.mk │ └── generated │ ├── asm-offsets.h │ └── generic-asm-offsets.h ├── lib │ ├── abuf.o │ ├── asm-offsets.s │ ├── built-in.o │ ├── crc32.o │ ├── ctype.o │ ├── date.o │ ├── display_options.o │ ├── div64.o │ ├── elf.o │ ├── errno.o │ ├── fdtdec_common.o │ ├── fdtdec.o │ ├── hang.o │ ├── hash-checksum.o │ ├── hashtable.o │ ├── hexdump.o │ ├── libfdt │ │ ├── built-in.o │ │ ├── fdt_addresses.o │ │ ├── fdt_empty_tree.o │ │ ├── fdt.o │ │ ├── fdt_overlay.o │ │ ├── fdt_ro.o │ │ ├── fdt_rw.o │ │ ├── fdt_strerror.o │ │ ├── fdt_sw.o │ │ ├── fdt_wip.o │ ├── linux_compat.o │ ├── linux_string.o │ ├── lmb.o │ ├── membuff.o │ ├── net_utils.o │ ├── panic.o │ ├── qsort.o │ ├── rand.o │ ├── rtc-lib.o │ ├── slre.o │ ├── string.o │ ├── strto.o │ ├── tables_csum.o │ ├── time.o │ ├── tiny-printf.o │ ├── uuid.o ├── u-boot.cfg ├── u-boot-spl ├── u-boot-spl.bin ├── u-boot-spl.dtb ├── u-boot-spl-dtb.bin ├── u-boot-spl.lds ├── u-boot-spl.map ├── u-boot-spl-nodtb.bin ├── u-boot-spl-pad.bin └── u-boot-spl.sym

    從中的 .o 文件我們就可以清除的知道 SPL 使用了那些源代碼文件了。U-Boot 本身的編譯默認并沒有一個統一的目錄,產生的中間文件都是直接放到與源文件統一目錄下的。

    ??當然我們可以在使用 make 命令時指定 O=xxx (例如,make O=/tmp/build canyonlands_config,每個命令都需要指定)參數來指定配置及編譯輸出的位置。例如 make O=build stm32f769-disco_defconfig 就會把配置生成的文件放到 ./build 目錄下,再例如最終編譯命令:CROSS_COMPILE=arm=none=eabi- ARC=arm make O=build -j8。關于構建及配置我們后面單獨說明。

    芯片初始化階段

    ??這里就以我使用的 STM32F769 這個 MCU 為例來說明一下,該 MCU 是 ARM 核心,指令集架構是 armv7m,因此,我的開發板使用的芯片初始化使用的具體代碼就是 ./arch/arm/cpu/armv7m 下的各代碼。那么具體是哪個文件呢?

    ??前面說過,ARM 架構要求,中斷向量表,開頭依次是 SP 地址,復位中斷地址,其他中斷地址。獲取 SP 后,從復位中斷開始執行。看中斷向量表,給出了 reset 這個符號,那么我們就需要找到 reset 這個符號。再看看目錄中,正好有個 start.S 的文件里就定義了 reset 符號,那么毫無疑問就是它了。

    ?? 然而,當我自信滿滿的打開 start.S 時卻發現,其中的代碼極其少,對比了一下 armv7 以及 armv8 目錄下的 start.S ,完全就不是一個級別!具體如下圖對比所示:

    ??首先,我們可以確認的是,U-Boot 是支持 armv7m 指令集架構的 CPU 的(根據后面對于源代碼的研究,好多功能是不可用的)。至于為什么代碼這么少,我也不是很清楚。我們就通過對比的方法并結合 U-Boot 的手冊來重點關注一下他們的共同點:

  • 他們的開頭都是直接從 reset 符號下的代碼開始執行的(Cortex-M 內核規定)。啟動過程中的函數調用如下(忽略在某些宏定義成立時的調用)所示:

  • armv8: reset -> save_boot_params -> save_boot_params_ret -> apply_core_errata -> lowlevel_init -> _main
  • armv7: reset -> save_boot_params -> save_boot_params_ret -> cpu_init_crit -> lowlevel_init -> _main
  • armv7m: reset -> _main
  • 其中,save_boot_params 是個弱函數,意味著如果需要,我們可以通過自定義同名函數來替代該函數。lowlevel_init() 這個函數定義在 lowlevel_init.S 這個文件中,官方手冊中有詳細說明具體用途:

    • 來做一些基本的初始化,以使 MCU可以運行到 board_init_f()
    • 沒有全局數據或 BSS
    • 沒有堆棧(ARMv7 可能有一個,但很快會被移除)
    • 不能設置 SDRAM 或使用控制臺
    • 必須僅做最少的事,只要能運行到 board_init_f() 即可
    • 可以不需要它
  • 他們都定義了一個名為 c_runtime_cpu_setup 符號,并導出為了全局符號,只是該符號內部代碼有所不同。但是,該符號均沒有在本文件中調用。

  • 他們經過一些列執行后,最終都會跳轉到 _main,下文我們單獨詳細來介紹 _main。

  • 至于目錄下的其他 .s 和 .c 文件,其中都是定義一些供外部使用的接口。

  • _main

    ??_main 這個符號定義在 ./arch/arm/lib/crt0.S 文件中。crt0 是 C-runtime Startup Code 的簡稱,主要就是用來準備 C 運行環境。下圖是 _main 的函數調用關系(忽略部分宏值條件,順序先后為從上到下):

    接下來我們在分析一下 _main 的具體功能:

  • 為調用 board_init_f() 初始化基本環境。這個環境只提供一個棧和一個存儲 GD(Global Data,全局數據)數據結構的地方,兩者都位于一些現成的 RAM (SRAM,鎖定的緩存……)中。在這種情況下,全局變量無論是否初始化,都是不可用的,只有初始化的常量數據可用。在調用 board_init_f() 之前,全局數據應該清零。

    ??代碼一開始就是設置棧指針的位置,宏 CONFIG_SPL_STACK / CONFIG_TPL_STACK / CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR 會在 .\include\configs\使用的開發板.h 中定義(例如,我這里對應的是 stm32f746-disco.h)。
    ??注意,GD 的數據結構定義在 include\asm-generic\global_data.h 中的 global_data,然后又使用 typedef struct global_data gd_t 進行了重定義。而 gd 這個符號定義在 arch\x86\include\asm\global_data.h 中,如下所示:

    由此可見,gd 就是一個 gd_t 類型的地址(指針)。經過上面的一番操作之后,內存數據就如下所示了:

    r9 存放的就是 gd 的地址。
  • 調用 board_init_f()。對于 SPL,board_init_f() 是定義在 .\common\spl\spl.c 中;對于 U-Boot,board_init_f() 是定義在 .\common\board_f.c 中。該函數為從系統 RAM (DRAM, DDR…)執行硬件做準備。由于系統 RAM 可能還不可用,因此 board_init_f() 必須使用當前 GD 來存儲必須傳遞到以后階段的任何數據。這些數據包括重定位目的地地址、未來棧和未來的 GD 位置。
  • 設置中間環境,其中棧和 GD 是由 board_init_f() 在系統 RAM 中分配的,但 BSS 和初始化的非 const 數據仍然不可用。對于 U-Boot(非 SPL),調用 relocate_code()。這個函數將 U-Boot 從當前位置重定位到由 board_init_f() 計算的重定位位置; 對于 SPL,board_init_f() 直接返回(到 crt0)。在 SPL中沒有代碼重定位,因此不需要調用 relocate_code()。

    ??relocate_code() 定義在 .\arch\arm\lib\relocate.S 中。函數原型:void relocate_code(addr_moni)在進行了代碼重定位之后,中斷向量表也是需要重定位的。這里需要注意的是,在代碼重定位完成之后,后續執行就開始執行重定位之后的代碼了。因此,這部分代碼中有計算重定位之后的 here 位置。
    ??對于 U-Boot(非 SPL),一些 cpu 在內存方面還有一些工作要做,所以調用 c_runtime_cpu_setup。c_runtime_cpu_setup 就定義在我們的起始文件 start.S 中,很多芯片的實現就是空的,沒啥內容。
  • 為調用 board_init_r() 設置最終環境。這個環境有 BSS(初始化為 0),初始化為非 const 數據(初始化為預期值),以及系統 RAM 中的棧(對于 SPL 來說,將棧和 GD 移動到 RAM 是可選的)。GD 保留了 board_init_f() 設置的值。最終的內存如下所示:
  • 調用 board_init_r()。對于 SPL,board_init_r() 是定義在 .\common\spl\spl.c 中;對于 U-Boot,board_init_r() 是定義在 .\common\board_r.c 中。
  • 板級初始化階段

    ??在上面對于 _main 的分析中,我們可以看到,其中調用了很多 board_ 開頭的函數。這部分函數主要位于 ./common 目錄下。同時需要注意的是,這里指的是 U-Boot 本身,SPL/TPL 的代碼主要位于 .\common\spl\ 目錄下。

    • ./common/init/board_init.c 其中的接口 U-Boot 與 SPL/TPL 共用。
      • ulong board_init_f_alloc_reserve(ulong top):從“top”地址分配預留的空間作為“globals”使用,并返回已分配空間的“bottom”地址。
      • void board_init_f_init_reserve(ulong base):初始化保留的空間(已從 C 運行時環境處理代碼安全地在 C 堆棧上分配)。
    • void board_init_f(ulong boot_flags):為執行 board_init_r 準備環境。在這里,GD 可用、棧在 RAM 中,BSS 不可用(全局變量、靜態變量均不可用)。
      • ./common/board_f.c:U-Boot 使用的接口位于此文件中,調用關系如下圖:

        void board_init_f(ulong boot_flags) 通過遍歷執行 static const init_fnc_t init_sequence_f[] 中定義的各個接口實現各種功能。
      • .\common\spl\spl.c:SPL/TPL 使用的接口位于此文件中,調用關系如下圖:
    • void board_init_r(gd_t *new_gd, ulong dest_addr):開始執行通用代碼。從這里開始,GD 可用、SDRAM 可用、棧在 RAM 中,BSS 可用(全局變量、靜態變量均可用),并最終執行位于 .\common\main.c 中的 void main_loop(void)。
      • ./common/board_r.c

        void board_init_r(gd_t *new_gd, ulong dest_addr) 通過遍歷執行 static init_fnc_t init_sequence_r[] 中定義的各個接口實現各種功能。
      • .\common\spl\spl.c:SPL/TPL 使用的接口位于此文件中,調用關系如下圖:

        load 完鏡像后,默認會去調用 spl_board_prepare_for_boot() 和 jump_to_image_no_args() 跳轉到 U-Boot。至此,u-boot-spl 的流程就走完了,接下來就是走 u-boot 的流程。

    對比其他架構

    ??這里有必要來對比其他架構來一個說明(就以 armv7 架構 ARM CPU 作為對比 )。如果大家去看網上的一些文章,會發現他們的啟動流程和這里的有很大區別,一個典型的啟動流程圖如下所示:

    至于 armv7m 為啥與上面差別這么大,我也還沒搞清楚!

    參考

  • https://askubuntu.com/questions/1243252/how-to-install-arm-none-eabi-gdb-on-ubuntu-20-04-lts-focal-fossa
  • https://james-hui.com/2021/07/02/building-a-small-uboot-linux-and-rootfs-for-arm-cortex-m7/
  • https://www.cnblogs.com/dylancao/p/8621789.html
  • https://wowothink.com/1e031f74/
  • https://blog.csdn.net/linuxweiyh/article/details/99331659
  • https://loee.xyz/2021/04/27/uboot-%E6%B5%81%E7%A8%8B%E5%88%86%E6%9E%90/
  • https://www.twblogs.net/t/5d26d62ebd9eee1ede06f20d
  • https://mrchen.love/Article/ID/57
  • https://blog.csdn.net/weixin_39890452/article/details/114470827
  • https://www.cnblogs.com/cslunatic/archive/2013/03/28/2986146.html
  • https://wowothink.com/146db8db/
  • https://www.pianshen.com/article/70672050376/
  • https://my.oschina.net/u/4232364/blog/3134261
  • https://adrianalin.gitlab.io/popsblog.me/posts/build-linux-for-stm32f769i-disco-using-buildroot/
  • 總結

    以上是生活随笔為你收集整理的U-Boot 之五 详解 U-Boot 及 SPL 的启动流程的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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